(57)【要約】【課題】  高い駆動トルクを有するリラクタンスモータのロータ構造を提供する。【解決手段】  ロータ２０は、シャフト１００と、ロータコア２００とを含む。ロータコア２００は、ステータの回転磁界による磁束を通過させる外径部２１０と、シャフト１００に嵌合された環状の内径部２２０とを含む。外径部２１０は、ロータコア２００の外周面に開口し、半径方向の外側に比べて、内側が円周方向に広がる形状を有する複数のフラックスバリア２１２と、隣合うフラックスバリア２１２に挟まれた部位であって、ステータの回転磁界による磁束を通過させる磁路を有する磁路部２１４とを含む。磁路部２１４と内径部２２０とは、磁路部２１４からロータ２０の中心側に向かって流れる磁束により磁気飽和するブリッジ２２２により連結されている。【選択図】        図２
2005168082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流信号を受けて回転磁界を生成するステータと、前記ステータの内周にエアギャップを介して配置され、前記ステータによる磁束を通過させるロータとを有するリラクタンスモータのロータ構造であって、
回転自在に支持されたシャフトと、
前記シャフトの外周を取囲むように前記シャフトに嵌合された環状の内径部と、
前記内径部よりも半径方向の外側に設けられ、前記ステータによる磁束を通過させる外径部と、
前記内径部と前記外径部との間に設けられ、前記内径部と前記外径部とを連結するように形成されるとともに、前記外径部から前記ロータの中心側に流れる磁束が飽和するように形成されたブリッジ部とを含む、リラクタンスモータのロータ構造。
【請求項２】
前記外径部は、前記外径部の外周に開口した複数の空隙を含み、各前記空隙は、隣合う空隙と予め定められた間隔を有するように設けられているとともに、各前記空隙の形状は、ロータ断面における半径方向の外側に比べて、内側が円周方向に広がるように形成され、
前記ブリッジ部は、隣合う空隙の間のうち最も間隔が狭い位置で、前記内径部と前記外径部とを連結する部分である、請求項１に記載のリラクタンスモータのロータ構造。
【請求項３】
前記外径部には、隣合う空隙の間に設けられた、前記ロータの中心に向かって突出した円弧状のスリットを有し、前記各空隙は、前記スリットに沿った外形を有するように形成され、
前記ブリッジ部は、前記スリットの頂点と前記ロータの中心とを結ぶ直線上で、前記内径部と前記外径部とを連結するように形成されている、請求項２に記載のリラクタンスモータのロータ構造。
【請求項４】
交流信号を受けて回転磁界を生成するステータと、前記ステータの内周にエアギャップを介して配置され、前記ステータによる磁束を通過させるロータとを有するリラクタンスモータのロータ構造であって、
回転自在に支持されたシャフトと、
前記シャフトよりも半径方向の外側に設けられ、前記ステータによる磁束を通過させる外径部と、
前記シャフトと前記外径部との間に設けられ、前記外径部を前記シャフトに結合し、かつ前記外径部よりも透磁率が低い結合部とを含む、リラクタンスモータのロータ構造。
【請求項５】
前記結合部は、非磁性材により形成され、前記シャフトの外周を取囲むように前記シャフトに嵌合される環状のリング部である、請求項４に記載のリラクタンスモータのロータ構造。
【請求項６】
交流信号を受けて回転磁界を生成するステータと、前記ステータの内周にエアギャップを介して配置され、前記ステータによる磁束を通過させるロータとを有するリラクタンスモータのロータ構造であって、
前記ロータの外周部に設けられ、前記ステータによる磁束を通過させる外径部と、
前記外径部よりも半径方向の内側に設けられ、回転自在に支持されているとともに、前記外径部よりも透磁率が低いシャフトとを含む、リラクタンスモータのロータ構造。
【請求項７】
前記シャフトは、非磁性材により形成されている、請求項６に記載のリラクタンスモータのロータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リラクタンスモータのロータ構造に関し、特に、ステータと、ステータの内周にエアギャップを介して配置されたロータとを有するリラクタンスモータのロータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ステータが発生する回転磁界により磁極を形成して回転するロータを有するリラクタンスモータが知られている。このリラクタンスモータのトルクは、ｄ軸磁束の通りやすさを表すｄ軸インダクタンスＬｄと、ｑ軸磁束の通りやすさを表すｑ軸インダクタンスＬｑとの差（Ｌｄ−Ｌｑ）に比例することが知られている。ｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑとの差を大きくするため、ロータの外周部にフラックスバリアを設けた技術が提案されている。
【０００３】
特開２００１−２３１２２９号公報（特許文献１）は、トルクを十分に高めることができ、高速回転させることができるリラクタンスモータを開示する。特許文献１に記載のリラクタンスモータは、交流信号を受けて回転磁界を生成するステータと、ステータの内周にエアギャップを介して配置され、ステータによる磁束を通過させる複数の磁路を有し、複数の磁路を通過する磁束により磁極を形成するロータとを含む。ロータは、磁極部において外周に開口するフラックスバリアを有する。
【０００４】
この公報に開示されたリラクタンスモータによると、ステータが生成する回転磁界に伴う磁束を通過させる複数の磁路を有するロータの磁極部において、外周に開口するフラックスバリアを設けたリラクタンスモータとしているので、ｑ軸磁束はフラックスバリアを迂回してロータを通過することになり、ｑ軸磁束に対する磁気抵抗を高めてｑ軸インダクタンスＬｑを小さくし、トルクを十分に高めることができる。
【特許文献１】特開２００１−２３１２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のリラクタンスモータは、ロータの半径方向の中心側に向かって磁束が流れ、ｑ軸インダクタンスＬｑの増大を十分に抑制できないという問題点があった。これについて、図９を用いて詳細に説明する。従来のリラクタンスモータは、ステータ３００とロータ４００とを含む。ロータ４００は、シャフト４１０と、シャフト４１０に嵌合されたロータコア４２０とを含む。ステータ３００に交流電流（たとえば三相交流電流）を流すと、ステータ３００は回転磁界を生成する。ステータ３００の回転磁界により、磁束がステータ３００から、シャフト４１０に嵌合されたロータコア４２０に流れる。ロータコア４２０を流れるｄ軸磁束は、実線で示すように、ロータコア４２０の外径部４２２を円弧状に流れる。ロータコア４２０を流れるｑ軸磁束は、破線で示すように、ロータコア４２０の内径部４２４を流れる。ロータコア４２０の内径部４２４の磁気抵抗を増やすには、内径部４２４の肉厚（半径方向の厚さ）を薄くすればよいが、薄くするとロータコア４２０の剛性が低下してしまうため、内径部４２４の肉厚を薄くするには限度がある。このため、ｑ軸インダクタンスＬｑを十分に小さくできない。
【０００６】
また、ロータコア４２０を流れるｑ軸磁束は、一点鎖線で示すように、内径部４２４に加えて、シャフト４１０を流れる。このため、ｑ軸磁束が増え、ｑ軸インダクタンスＬｑが増大してしまう。ｑ軸磁束が増えると、それだけｄ軸磁束が減り、ｄ軸インダクタンスＬｄが減少してしまう。
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高いトルクを発生させることができるリラクタンスモータのロータ構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係るリラクタンスモータのロータ構造は、交流信号を受けて回転磁界を生成するステータと、ステータの内周にエアギャップを介して配置され、ステータによる磁束を通過させるロータとを有する。このロータ構造はさらに、回転自在に支持されたシャフトと、シャフトの外周を取囲むようにシャフトに嵌合された環状の内径部と、内径部よりも半径方向の外側に設けられ、ステータによる磁束を通過させる外径部と、内径部と外径部との間に設けられ、内径部と外径部とを連結するように形成されるとともに、外径部からロータの中心側に流れる磁束が飽和するように形成されたブリッジ部とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、回転自在に支持されたシャフトの外周を取囲むように、環状の内径部がシャフトに嵌合されている。この内径部よりも半径方向で外側には、ステータによる磁束を通過させる外径部が設けられている。内径部と外径部とは、内径部と外径部との間に位置し、外径部からロータの中心側に流れる磁束が飽和するブリッジ部により連結されている。これにより、外径部からロータの中心側に流れる磁束が、ブリッジ部において飽和する（ブリッジ部が磁気飽和する）ため、外径部からロータの中心側に流れる磁束が制限され、内径部およびシャフトを流れる磁束が制限される。その結果、ｄ軸磁束の減少およびｑ軸磁束の増大が抑制され、高いトルクを発生することができるリラクタンスモータのロータ構造を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係るリラクタンスモータのロータ構造においては、第１の発明の構成に加え、外径部は、外径部の外周に開口した複数の空隙を含む。各空隙は、隣合う空隙と予め定められた間隔を有するように設けられているとともに、各空隙の形状は、ロータ断面における半径方向の外側に比べて、内側が円周方向に広がるように形成されている。ブリッジ部は、隣合う空隙の間のうち最も間隔が狭い位置で、内径部と外径部とを連結する部分である。
【００１１】
第２の発明によると、ブリッジ部は、外周に開口し、ロータ断面における半径方向の外側に比べて、内側が円周方向に広がるように形成された空隙の間であって、最も間隔が狭い位置で内径部と外径部とを連結している部分である。このため、ブリッジ部は、半径方向に幅が狭いものとなり、容易に磁気飽和する。その結果、ｄ軸磁束の減少およびｑ軸磁束の増大が抑制される。
【００１２】
第３の発明に係るリラクタンスモータのロータ構造においては、第２の発明の構成に加え、外径部には、隣合う空隙の間に設けられた、ロータの中心に向かって突出した円弧状のスリットを有している。各空隙は、スリットに沿った外形を有するように形成されている。ブリッジ部は、スリットの頂点とロータの中心と結ぶ直線上で、内径部と外径部とを連結するように形成されている。
【００１３】
第３の発明によると、外径部の隣合う空隙の間には、ロータの中心に向かって突出した円弧状のスリットが設けられている。空隙に挟まれ、スリットが設けられれた部分は、ステータによる磁束が通過する磁路部となる。磁束は、ステータに沿って円弧状に通過する。各空隙は、スリットに沿った外形を有していため、磁路部の内面（空隙の外形）は、ロータの中心に向かって突出した円弧状となる。ブリッジ部は、スリットの頂点とロータの中心と結ぶ直線上で、内径部と外径部とを連結している。したがって、ブリッジ部は、磁路部の内面の頂部で、内径部と外径部とを連結する。これにより、外径部（磁路部）は、ブリッジ部により遠心力方向に支持される。その結果、ｄ軸磁束の減少およびｑ軸磁束の増大を抑制することができるとともに、ロータの回転時には外径部を安定して支持することができる。
【００１４】
第４の発明に係るリラクタンスモータのロータ構造は、交流信号を受けて回転磁界を生成するステータと、ステータの内周にエアギャップを介して配置され、ステータによる磁束を通過させるロータとを有するリラクタンスモータのロータ構造である。このロータ構造はさらに、回転自在に支持されたシャフトと、シャフトよりも半径方向の外側に設けられ、ステータによる磁束を通過させる外径部と、シャフトと外径部との間に設けられ、外径部をシャフトに結合し、かつ外径部よりも透磁率が低い結合部とを含む。
【００１５】
第４の発明によると、回転自在に支持されたシャフトよりも半径方向の外側には、ステータによる磁束を通過させる外径部が設けられている。この外径部は、シャフトと外径部との間に設けられ、外径部よりも透磁率が低い結合部により、シャフトに結合されている。このため、外径部を通過する磁束は、結合部を通過し難く、外径部からの磁束の漏れが抑制される。その結果、ｄ軸磁束の減少およびｑ軸磁束の増大が抑制され、高いトルクを発生することができるリラクタンスモータのロータ構造を提供することができる。
【００１６】
第５の発明に係るリラクタンスモータのロータ構造は、第４の発明の構成に加え、結合部は、非磁性材により形成され、シャフトの外周を取囲むようにシャフトに嵌合される環状のリング部である。
【００１７】
第５の発明によると、結合部は、非磁性材により形成され、シャフトの外周を取囲むようにシャフトに嵌合される環状のリング部である。これにより、外径部を通過する磁束は、リング部を通過できず、外径部からの磁束の漏れをさらに抑制することができる。
【００１８】
第６の発明に係るリラクタンスモータのロータ構造は、交流信号を受けて回転磁界を生成するステータと、ステータの内周にエアギャップを介して配置され、ステータによる磁束を通過させるロータとを有するリラクタンスモータのロータ構造である。このロータ構造はさらに、ロータの外周部に設けられ、ステータによる磁束を通過させる外径部と、外径部よりも半径方向の内側に設けられ、回転自在に支持されているとともに、外径部よりも透磁率が低いシャフトとを含む。
【００１９】
第６の発明によると、ステータによる磁束を通過させる外径部よりも半径方向の内側に、外径部よりも透磁率が低いシャフトが回転自在に支持されている。これにより、外径部を通過する磁束は、シャフトを通過し難く、外径部からの磁束の漏れが抑制される。その結果、ｄ軸磁束の減少およびｑ軸磁束の増大が抑制され、高いトルクを発生することができるリラクタンスモータのロータ構造を提供することができる。
【００２０】
第７の発明に係るリラクタンスモータのロータ構造は、第６の発明の構成に加え、シャフトは、非磁性材により形成されている。
【００２１】
第７の発明によると、シャフトが非磁性材により形成されている。これにより、外径部を通過する磁束は、シャフトを通過できず、外径部からの磁束の漏れをさらに抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造を適用したリラクタンスモータについて説明する。
【００２４】
リラクタンスモータは、外装ケース（図示せず）に収容されたステータ１０と、ステータの半径方向内方に収容されたロータ２０とを含む。ロータ２０は、ボールベアリングを介して外装ケースに回転自在に支持されたシャフト１００と、シャフト１００に嵌合されたロータコア２００とを含む。このリラクタンスモータは、三相交流モータである。
【００２５】
シャフト１００、ロータコア２００およびステータ１０は、鉄などの磁性材により形成されている。ステータ１０に交流電流を流すと、ステータ１０は回転磁界を生成する。ステータ１０が生成した回転磁界による磁束は、ロータコア２００を通過する。ロータコア２００を磁束が通過すると、ロータコア２００は磁極を形成する。これにより、ロータコア２００が回転させられて、シャフト１００が回転させられる。なお、リラクタンスモータの作動原理については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。
【００２６】
図２を参照して、本実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造について、さらに説明する。ロータコア２００は、ステータ１０の回転磁界による磁束を通過させる外径部２１０と、シャフト１００を取囲むようにシャフト１００に嵌合される環状の内径部２２０と、外径部２１０と内径部２２０との間に位置し、外径部２１０と内径部２２０とを連結する複数のブリッジ２２２とを含む。
【００２７】
外径部２１０は、ロータコア２００の外周面に開口し、ロータ２０の中心側に向かって、その幅が広くなる形状を有する複数のフラックスバリア（エアギャップ）２１２と、隣合うフラックスバリア２１２に挟まれた部位であって、ステータ１０の回転磁界による磁束を通過させる磁路を有する磁路部２１４を含む。磁路部２１４には、シャフト１００の軸方向（紙面垂直方向）と平行に伸び、かつ、ロータ２０の中心に向かって突出した円弧状のスリット２１６（Ａ）、スリット２１６（Ｂ）およびスリット２１６（Ｃ）が設けられている。各フラックスバリア２１２の外形は、スリット２１６（Ａ）に沿った円弧状である。したがって、磁路部２１４の内面２１５は、ロータ２０の中心に向かって突出した円弧状となる。また、各フラックスバリア２１２は、半径方向の外側に比べて、内側が円周方向に広がるように形成されている。
【００２８】
ステータ１０の回転磁界による磁束は、各スリットを避けて流れる。すなわち、各スリットの間およびスリット２１６（Ａ）とフラックスバリア２１２との間が、ｄ軸磁束を通過させる磁路となる。この磁路の両端部がステータ１０の回転磁界により磁極となる。したがって、隣合う磁極の間にフラックスバリア２１２の開口が位置する。
【００２９】
ブリッジ２２２は、スリット２１６（Ａ）の頂点とロータ２０の中心とを結ぶ直線上で、外径部２１０（磁路部２１４）と内径部２２０とを連結するように、内径部２２０の外周面から突出して、円周方向に予め定められた間隔を空けて、磁路部２１４と同じ数だけ配列されており、ロータコア２００の半径方向と平行に、すなわちロータコア２００の遠心力方向と平行に伸びている。このため、各ブリッジ２２２は、各磁路部２１４の内面２１５の頂部で、外径部２１０（磁路部２１４）と内径部２２０とを連結する。また、ブリッジ２２２は、隣合うフラックスバリア２１２の間隔のうち、最も狭い位置で、外径部２１０（磁路部２１４）と内径部２２０とを連結している。
【００３０】
以上の構成に基づく、本実施の形態に係るリラクタンスモータの構造上の特徴により発現する作用について、図３を参照して説明する。
【００３１】
ステータ１０に交流電流（たとえば三相交流電流）を流すと、ステータ１０は回転磁界を生成する。ステータ１０が生成した回転磁界による磁束は、ステータ１０のティースから、エアギャップを通過してロータコア２００に流れる。ｄ軸磁束は、ロータコア２００の磁路部２１４に設けられた各スリットの間およびスリット２１６（Ａ）とフラックスバリア２１２との間を、実線の矢印の方向に流れる。一方、ｄ軸磁束の一部は、破線の矢印で示すように、磁路部２１４からブリッジ２２２を通過してロータ２０の中心側に漏れる。ブリッジ２２２に磁束が流れると、ブリッジ２２２において、磁束が飽和する（ブリッジ２２２が磁気飽和する）。ブリッジ２２２が磁気飽和すると、ブリッジ２２２を通過して、ロータ２０の中心側に漏れる磁束が制限される。ブリッジ２２２を通過した磁束は、一点鎖線の矢印で示すように、ｑ軸磁束として内径部２２０およびシャフト１００を流れる。ブリッジ２２２が磁気飽和しているので、内径部２２０およびシャフト１００には、ブリッジ２２２が磁気飽和した磁束以上の磁束は流れない。これにより、ｑ軸磁束が制限されて、ロータコア２００の磁路部２１４を流れるｄ軸磁束の漏れが制限され、ｄ軸インダクタンスＬｄの減少およびｑ軸インダクタンスＬｑの増大が抑制される。
【００３２】
また、ブリッジ２２２を通過する磁束が制限されるため、内径部２２０に漏れる磁束も制限される。そのため、内径部２２０の半径方向の肉厚を厚くしても、ｑ軸インダクタンスＬｑの増加に対する影響は小さい。その結果、内径部２２０の半径方向の肉厚を厚くし、ロータコア２００の剛性を高くすることができる。
【００３３】
ロータ２０が回転すると、各磁路部２１４に遠心力がかかる。磁路部２１４に遠心力がかかると、ロータ２０の中心に向かって突出した内面２１５の頂部で、磁路部２１４が内径部２０に連結されているので、磁路部２１４はブリッジ２２２により遠心力方向に支持される。このため、ブリッジ２２２により、ロータ２０の回転中に磁路部２１４を安定して支持することができる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造においては、ロータの外径部と内径部とを、ブリッジにより連結している。ブリッジには、外径部から内径部側に漏れる磁束が通過する。これにより、ブリッジは磁気飽和する。その結果、外径から内径部側に漏れる磁束を制限し、ｄ軸インダクタンスＬｄの減少およびｑ軸インダクタンスＬｑの増大を抑制することができる。
【００３５】
＜第２の実施の形態＞
図４を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造を適用したリラクタンスモータについて説明する。前述の第１の実施の形態において、ブリッジは、各磁路部の内面の頂部で外径部と内径部とを連結していたが、本実施の形態においては、ブリッジは複数設けられ、各磁路部の内面の頂部付近には、ブリッジ間スリット２２８が設けられている。その他のハードウェア構成については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００３６】
外径部２１０（磁路部２１４）と内径部２２０とは、１つの磁路部２１４に対して２つのブリッジ２２６（Ａ）およびブリッジ２２６（Ｂ）により連結されている。磁路部２１４の内面の頂部付近であって、ブリッジ２２６（Ａ）とブリッジ２２６（Ｂ）との間には、ブリッジ間スリット２２８が設けられている。
【００３７】
このように構成しても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
＜第３の実施の形態＞
図５を参照して、本発明の第３の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造を適用したリラクタンスモータについて説明する。前述の第１の実施の形態においては、外径部を通過する磁束の磁路は、スリットにより半径方向内方の磁路と半径方向外方の磁路とに分けられていたが、本実施の形態においては、半径方向外方の磁路と内方の磁路とが連結されている。その他のハードウェア構成については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００３９】
図５に示すように、半径方向最内方に位置するスリット２１６（Ａ）の半径方向内方に位置する磁路２１７（Ａ）と、半径方向外方に位置する磁路２１７（Ｂ）とが、磁路間ブリッジ２１８により連結されている。磁路間ブリッジ２１８は、ブリッジ２２２の延長線上に位置している。
【００４０】
以上の構成に基づく、本実施の形態に係るリラクタンスモータの構造上の特徴により発現する作用について説明する。
【００４１】
ステータ１０に交流電流（たとえば三相交流電流）を流すと、ステータ１０は回転磁界を生成する。ステータ１０が生成した回転磁界による磁束は、ロータコア２００に流れる。ロータコア２００に磁束が流れると、ロータコア２００が回転する。ロータコア２００が回転すると、各磁路部２１４に遠心力がかかる。磁路部２１４の遠心力は、磁路２１７（Ａ）と磁路２１７（Ｂ）とを引き離す方向に働き、磁路部２１４を変形させる力となる。ここで、磁路２１７（Ａ）と磁路２１７（Ｂ）とが、ブリッジ２２２の延長線上に位置する磁路間ブリッジ２１８により連結されている。これにより、磁路間ブリッジ２１８は、磁路２１７（Ａ）と磁路２１７（Ｂ）とを遠心力方向に連結する。そのため、磁路２１７（Ａ）と磁路２１７（Ｂ）とが引き離されて、磁路部２１４が変形することを抑制することができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造においては、半径方向内方に位置する磁路と、半径方向外方に位置する磁路とが、磁路間ブリッジにより連結されている。これにより、遠心力により半径方向内方に位置する磁路と、半径方向外方に位置する磁路とが引き離され、磁路部が変形することを抑制することができる。
【００４３】
＜第４の実施の形態＞
図６を参照して、本発明の第４の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造を適用したリラクタンスモータについて説明する。前述の第１の実施の形態においては、ロータコア２００の内径部をシャフト１００に嵌合し、外径部と内径部とをブリッジで連結していたが、本実施の形態においては、シャフト１００にリング２３０を嵌合し、外径部をリング２３０に保持させることで、外径部をシャフトに固定している。その他のハードウェア構成については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００４４】
シャフト１００には、環状のリング２３０が、シャフト１００を取囲むようにして嵌合されている。リング２３０は、たとえばステンレスなどの非磁性材により形成される。リング２３０には、予め定められた間隔で円周方向に沿って配列され、シャフト１００の軸方向と平行に伸びた複数の保持部２３２が設けられている。隣合う保持部２３２に間に磁路部２１４を挿入することで、外径部２１０（磁路部２１４）がリング２３０に保持されて、シャフトに固定される。なお、非磁性材の代わりに、外径部２１０よりも透磁率の低い材料により、リング２３０を形成してもよい。
【００４５】
以上の構成に基づく、本実施の形態に係るリラクタンスモータの構造上の特徴により発現する作用について説明する。
【００４６】
ステータ１０に交流電流（たとえば三相交流電流）を流すと、ステータ１０は回転磁界を生成する。ステータ１０が生成した回転磁界による磁束は、ステータ１０のティースからロータコア２００の外径部２１０に流れる。ここで、外径部２１０は、非磁性材により形成されたリング２３０によりシャフト１００に固定されているため、外径部２１０を流れる磁束は、リング２３０を通過できず、ロータ２０の中心側には流れない。これにより、外径部２１０を流れるｄ軸磁束の漏れが抑制され、ｄ軸インダクタンスＬｄの減少およびｑ軸インダクタンスＬｑの増大が抑制される。
【００４７】
以上のように、本実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造においては、非磁性材により形成されたリングがシャフトに嵌合されている。外径部は、リングに保持されている。これにより、外径部を流れるｄ軸磁束の漏れが抑制される。その結果、ｄ軸インダクタンスＬｄの減少およびｑ軸インダクタンスＬｑの増大を抑制することができる。
【００４８】
＜第５の実施の形態＞
図７を参照して、本発明の第５の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造が適用されたリラクタンスモータについて説明する。前述の第４の実施の形態においては、非磁性材により形成されたリングを、磁性材により形成されたシャフトに嵌合していたが、本実施の形態においては、シャフトとリングとを、非磁性材を用いて一体的に形成している。その他のハードウェア構成については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００４９】
図７に示すように、シャフト１１０とリング２３０とが一体的に形成されている。シャフト１１０およびリング２３０とは、非磁性材により形成されている。このように構成しても、前述の第４の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、非磁性材の代わりに、外径部２１０よりも透磁率の低い材料により、シャフト１１０およびリング２３０を形成してもよい。
【００５０】
＜第６の実施の形態＞
図８を参照して、本発明の第６の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造が適用されたリラクタンスモータについて説明する。前述の第１の実施の形態においては、磁性材によりシャフトが形成されていたが、本実施の形態においては、非磁性材によりシャフトが形成されている。また、外径部と内径部とは、ブリッジを介さず直接連結されている。その他のハードウェア構成については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００５１】
本発明の第６の実施の形態に係るリラクタンスモータは、非磁性材により形成されたシャフト１２０と、シャフト１２０に固定されたロータコア２４０とを含む。ロータコア２４０は、シャフト１２０に嵌合された環状の内径部２４２と、内径部２４２に直接連結された外径部２４４とを含む。なお、非磁性材の変わりに、外径部２４４よりも透磁率の低い材料により、シャフト１２０を形成してもよい。
【００５２】
以上の構成に基づく、本実施の形態に係るリラクタンスモータの構造上の特徴により発現する作用について説明する。
【００５３】
ステータ１０に交流電流（たとえば三相交流電流）を流すと、ステータ１０は回転磁界を生成する。ステータ１０が生成した回転磁界による磁束は、ステータ１０のティースからロータコア２４０に流れる。ロータコア２４０を流れる磁束の一部は、外径部２４４から内径部２４２に漏れる。ここで、シャフト１２０は、非磁性材により形成されているため、内径部２４２に漏れた磁束はシャフト１２０を通過しない。これにより、ロータコア２００の外径部２４４を流れる磁束は、内径部２４２のみに漏れる。その結果、ロータコア２００の外径部２４４を流れる磁束の漏れが抑制され、ｄ軸インダクタンスＬｄの減少およびｑ軸インダクタンスＬｑの増大が抑制される。
【００５４】
以上のように、本実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造においては、非磁性材によりシャフトを形成している。これにより、ロータコアの外径部を流れる磁束の漏れが抑制され、ｄ軸インダクタンスＬｄの減少およびｑ軸インダクタンスＬｑの増大が抑制される。その結果、リラクタンスモータのトルクの低下を抑制できる。
【００５５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造を適用したリラクタンスモータの断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータコアを拡大した拡大図である。
【図３】磁束の流れを示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造を適用したリラクタンスモータのロータコアを拡大した拡大図である。
【図５】第３の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造を適用したリラクタンスモータのロータコアを拡大した拡大図である。
【図６】第４の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造を適用したリラクタンスモータのロータコアを拡大した拡大図である。
【図７】第５の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造を適用したリラクタンスモータのロータコアを拡大した拡大図である。
【図８】第６の実施の形態に係るリラクタンスモータのロータ構造を適用したリラクタンスモータのロータコアを拡大した拡大図である。
【図９】従来のリラクタンスモータを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  ステータ、２０  ロータ、１００，１１０，１２０  シャフト、２００  ロータコア、２１０  外径部、２１２  フラックスバリア、２１４  磁路部、２２０  内径部、２２２，２２６  ブリッジ、２３０  リング、２３２  保持部、２４０  ロータコア、２４２  内径部、２４４  外径部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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